激光在矿山井巷中的应用.doc

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1、激光在井巷掘进中的应用　孙永玉激光在井巷掘进中的应用孙永玉一、摘　　要：在矿山巷道施工测量中，测定中线和腰线除了用罗盘仪，经纬仪给定外也可以用激光指向仪来完成。用激光指向仪的好处在于省时，省力，用起来快捷方便。而且价格低廉安装调试简单、发射可见光、使用方便等特点。能准确的指示出巷道的方向和坡度，能有效的提高巷道的施工质量和施工进程。如果使用合理能大大的提高巷道施工的质量和速度。关　　键　　字：矿山，巷道，激光指向仪二、激光指向仪的安装调试1、激光指向仪的安置方式激光指向仪既可以安置在巷道顶部，使激光光束和巷道中线重合，也可以安置在巷道邦上，使激光光束

2、和巷道路线平行。如果把激光指向仪安置在巷道顶部则安装和调试都比较困难，所以通常安置在巷道的邦上方便调试和使用。Jxy-3型激光指向仪采用悬挂方式安置在巷道内的锚杆上，技术参数为指向距离：500m可调光斑直径：∮≤40mm(50m处)工作电压JD-2型非防爆电源(可直接接入AC220V电源)工作电流60Ma激光功率2.4mW光速调节范围水平±100(粗细任调)倾斜±100(粗细任调)水平位移调节±30mm垂直位移调节依锚杆长度而定工作环境温度-100C—400C仪器重量1.7kg如图一所示，将直径为22mm的两根锚杆埋没在巷道邦，锚杆的高度距地面为一米

3、，埋入巷道邦的深度不小于50cm，外露的长度在安置仪器后应不防碍运输和行人。用拉杆将两根锚杆连接在一起，以增强稳定性。激光指向仪通过接合器悬挂在杆下方并固定。2、激光指向仪的调试在巷道内调试激光指向仪需要全站仪的配合，根据巷道线型的不同分两种情况。(1)、直线巷道在直线巷道内安置的激光指向仪应满足以下标准：①激光光束和巷道中线平行；②激光光束的坡度和巷道坡度一致。为调试和计算的方便一般以巷道中线为x轴建立直角坐标系，并将里程值作为其坐标值。如图二所示，激光指向仪安置在巷道一侧过墙上，打开激光指向仪电源开关，先将激光指向仪的激光光束调整到和巷道中线大致

4、平行，然后在前方设置两个激光接收靶A、B。要求A靶接近激光指向仪，B靶接近巷道掘进工作面，分别在A、B接收靶上得到激光斑点1、2。在巷道内控制点上安置全站仪，分别在激光斑点1、2上安置反射片或微型棱镜，测定1、2两的坐标和调和分别为1(x1、y1、h1)，2(x2、y2、h2)设巷道坡度为i，则2点的水平方向修正值为△y=y2-y12点的竖直方向值为△h=h2-h1-i(x2-x1)根据△y和△h的大小，身高激光指向仪使B靶上的2点移动到2＇点。由于1点并不是激光指向仪的几何中心，所以2点的修正值△yt和△h是近似值，故需要重复上述过程对2＇点进一步

5、修正。一般2—3次修正，即可使激光光束既平行于巷道中线，以和巷道坡度一致。(2)、曲线巷道在曲线巷道中，不能满足激光光束和巷道中线平行的条件，只需将激光光束的坡度调整到和巷道坡度一致即可。如图年所示，在巷道的曲线外侧邦上安置激光指向仪。打开激光指向仪电源开关，将激光指向仪的激光光束调整到和巷道中线方向大致一致并和仪器在曲线同侧。按照直线巷道内同样的方法设置激光接收靶A、B，在A、B接收靶上分别得到激光斑点1和2一。在巷道内控制点安置全站仪，测定1、2两点的坐标和高程分别为1(x1、y1、h1),2(x2、y2、h2),设巷道坡度为i，则2点竖直方向修

6、正值为△h=h2-h1-i(x2-x1)由于1点并不是激光指向仪的几何中心，(x2-x1)也不是1、2两点间的里程差，所以2点的修正值△近似值，故需要重复上述过程2—3次，对2点进一步修正，使激光光束的坡度和巷道坡度一致。三、有激光指示巷道掘进方向1、直线巷道如图4如示，在直线巷道内安置的激光指向仪经过调试，满足了激光光速和巷道中线平行，激光光束的坡度和巷道坡度一致的条件。则任一激光点和巷道中线的距离s、激光点和巷道起拱线间的高差h均为定值。根据激光指向仪调试结束时测定激光点的坐标和高程并参照设计文件，可以确定s、h的值。当巷道掘进工作面需要指示方向

7、时，打开激光指向仪的电源开关，由激光点沿光束的垂线方向量取水平距离s得巷道中线点；在竖直面内由激光点沿铅垂线方向量取h，得到巷道施工的起拱线高程，从而可以对巷道的开挖断面进行控制。2、曲线巷道在曲线巷道内，激光光束和巷道中线之间的距离随里程不同而变化，为此需要编制激光支距表来指导巷道掘进。如图5所示，在对应激光光束某点k0处作为量算支距的起点，每间隔距离d量取激光支距e1、e2......从而得到巷道中线上的各点。支距的获取方法有2种：①激光指向仪调试结束后，测定激光光束上两点(如图3中的1、2点)的坐标，建立直线方程，与巷道中线的曲线方程联立解算支

8、距；②在计算机上利用CAD软件绘制出巷道支距线，然后直接查询各支距的值。当激光光束和巷道中线交叉时，浙江支距